浅析500kW短波发射机音周通路故障

高俊鹏

【摘 要】本文主要从TSW2500型500kW短波发射机音周通路的组成结构上进行分析，进而了解引发发射机音周通路故障的一些原因和处理办法。

【关键词】音频处理器；A/D；YCP16；YCP24；YCP08；YCP14；VCP01

0 引言

500kW短波发射机音频处理器就是广播传输系统环节中设备的始端，后送至发射机psm控制部分底板VCP01；YCP16；YCP24；YCP08；YCP14协同交互参与音周处理工作；广播发射机的三大技术指标以及音频光信号在传输过程中的噪音和衰耗， 谐波失真和互调补偿问题，使得熟悉音周通路及其工作方式就显得尤为重要。下面就从500kW短波发射机音周通路的组成结构上进行分析。

1 发射机音周通路组成

1.1 9200音频处理器

9200 音频处理器可控制增益，控制范围达25 dB；可提供稳定的节目源电平，防止发射机过调打火或调幅度不足；在不产生可听见的负面影响下，能够增加声音的密度和响度，提高发射机的平均调幅度；能够通过节目的均衡调整，使收听效果不至于产生常见的高、低频衰落现象，更符合人耳的收听习惯；可根据需要，适当控制发射机的带宽。

1.2 YCP16及A/D转换器

YCP16作为PSM控制部分的核心控制板，其负责PSM放大器的组织、保护和数据采集。其A/D转换器单元包括多种功能配置，其功能和特性是由PSM控制系统决定，各种功能配置是以音频矢量的形式送到A/D转换器来进行的。转换器单元的各种功能配置的选择是通过PSM控制系统的软、硬件来定义，并通过RS422接口提供给发射机的控制系统。在音频矢量中有一路音频允许信号（AUDIO FREQUENCY ENABLE），该信号是由PSM控制系统软件和主机控制系统通过RS422接口而产生的，包含了以下信息成分：AF ENABLE TX HOST（通过RS422接口）；VA-THRESHOLD（允许加调制信号的输出电压的最小值，它是由一个特定的RAMP值和输出电压共同确定的）；VA-BLOCK；PULSE STOP FLAG（变量是由软件系统模块控制的，并取决于所选择的调制模式）；PULSE STOP FLAG（当VA-BLOCK*信号有效时，PSM随即产生一个PULSE STOP脉冲，用于阻断调制，直到RAMP载波电压值不再使VA-BLOCK*被激发）。如果以上四路信号都允许，则AUD-EN = H，A/D转换器的输出等于音频输入。反之，如果其中有一路不允许，那么AUD-EN = L，A/D转换器的输出等于0 。运行模式的选择是通过软件和硬件共同实现的。可选择的运行模式有以下几种：PSMT（手动载波控制）、DSB、DCC、SSB（单边带）。

1.3 AF 输入 /数字信号处理 YCP24

YCP24主要功能是：提供模拟、数字音频前端；调节模拟音频信号的电平值；过滤音频信号；音频信号调制；为PSM控制在初期提供一个正弦波振荡发生器；谐波均衡；以一个特定的冗余异步微处理机计算（乘）已处理的音频。模拟信号前端和 A/D 转换器被隔离与控制系统的其它部分。 模拟信号前端被用相同的特性为它们分别设计二个独立的信道。输入的电压范围是可调节的通过设定跳线 JP1---JP4 和JP5---JP8， 分别对信道1和信道2进行调节。

模拟输入特性---连接器：DB9 连接器（公头）后面板，被指定如 X15；频率范围：20 到25 千赫兹；阻抗：600 欧姆（平衡）；电压范围：0 dBm 或 0.78 V没有跳线；5 dBm 或 1.38 V设定 JP4 和 JP8；10 dBm 或 2.45 V设定 JP3 和 JP7；15 dBm 或 4.36 V设定 JP2 和 JP6；20 dBm 或 7.75 V设定 JP1 和 JP5；CMRR：（共模抑制比）比在50个赫兹的-80分贝更好；最大差模电压：12 V=34 VPP；最大共模电压：560 Vpeak（峰值）.

数传输入特性---连接器：DB9 连接器（公头）后面板，被指定了如 X16；输入采样率：对 32到 96 千赫兹；阻抗：110 欧姆（平衡）；分辨率：16 到 24位。

可得的滤波器特性；贝塞尔低通滤波器； 4.5千赫兹带通滤波器；10 千赫兹低通滤波器；没有滤波器被应用到被输入的音频信号中，音频信号无限制；一个函数是音频信号的关断控制量，当 AF 信号被切断的时候，声音来源选择功能区的输出将会是零；为测试设备的正常工作而在内部产生的有规律的正弦音频信号。

1.4 谐波失真和互调补偿单元YCP08，YCP14，VCP01

发射机的非线性路径由PSM模块、电子管放大器、RF单元和检波器等组成；而预补偿单元是通过对PSM输入信号进行补偿而消除发射机输出中的非线性成分的；反馈路径为预补偿单元提供射频通路的反馈信息。发射机的射频通路的传输特性是一个非线性的动态函数，系统的非线性失真（谐波与互调失真）必须通过预补偿单元来消除。本机在充分考虑各种因素的基础上，采用预补偿电路来消除由谐波和互调产生的各种非线性干扰。

在发射机的实际传输通路中由于延时的存在，不可能做到控制电路在整个系统的带宽范围内不受影响。为解决这一问题，系统在设计时增加了一个补偿模型电路，该模型可以通过旁路的方式采用一个控制运算器来进行补偿，并用发射机实时输出信号y（.）的预测值ym（.）来取代原有的实时值y（.）。

HDC的逻辑功能是由YCP08、YCP14、和VCP01单元实现的：生成参考信号yref（.）；模型参数的识别；延时d的实现；生成模型输出信号ym（·）；实现控制逻辑（CL）算法；实现控制信号C（·）与音频信号S（·）的叠加。YCP14单元用来实现模数转换和射频输出的线性滤波功能。可以通过底板VCP01上的跳线手动关闭HDC功能。

在PSM控制系统中的YCP08板是HDC系统的核心，YCP08板接收调制模式控制板的输出信号；从RF输出测量回路取一个射频包络信号，经包络波解调（AAU28）、滤波器、模数转换器（YCP14板）送到YCP08板。补偿单元由于采用了包络反馈信号作为补偿信号，直接对包络波的传输信号进行补偿，从根本上改善了发射机的线性特性。通过谐波失真和互调补偿单元 HDC所取得的效果：在整个音频的范围消除谐波噪声；消除交调成分，使系统音频通路具有线性特性；自动适应系统特性的变化；采用数字化运算逻辑的可靠设计使系统具备高稳定性；减少电子管的发热，延长其寿命。

发射机在DSB/DCC调制模式下，整个信号都将得到预补偿。而在SSB模式，只有SSB系统的包络信号通路得到预补偿。

在对模拟输出板进行调节时，必须满足其后YCP14 模数转换板的输入信号的调制度要足够高，但绝不可过调。这一调整步骤是在模拟输出板上的电位器R201和R207上完成的，其中R201设置偏移，R207设置增益。可以通过YCP14板的通道B来检测A/D转换板YCP14的输出。这一监测值应在输入值的80±5%范围之内。这样一方面可以获得足够的解析度，另一方面又有充足的余量，可以避免A/D转换器输入信号饱和。

2 常见音周通路故障及处理

2.1 音频处理器故障

根据音频处理器输入输出指示，节目源正常，但音频处理器无输出，判断为音频处理器故障。处理办法：将音频处理器输入输出接头对接；更换音频处理器；有数字输出改为模拟输出。

2.2 YCP24故障

根据发射机工作状态由“On”掉至“Filament”，不能加“STANDBY”，YCP24板调幅度指示灯全亮，音频处理器输入/输出出指示正常；YCP24板调幅度指示灯全亮，正常情况下，全灯丝状态时，调幅度指示灯不亮，判断为YCP24板故障。处理办法：将音频处理器输出改为“模拟输出”，重加高压。若改为“模拟输出”，故障依旧，则更换YCP24板。故障分析：由于发射机房内部电磁环境复杂，YCP24板数字音周处理芯片A72易损坏，音周处理原理图如图1所示：

A72芯片故障，导致音周输出故障，从而造成上述故障，预防的主要方法是做好高频接地及抗干扰措施，避免高频干扰，同时可以在PSM控制部分前端加装在线式UPS以提供更加稳定的线性电源。

2.3 YCP16故障

根据发射机工作状态（这里只谈及音周部分故障），发射机载波正常，YCP24无调幅指示，手动复位YCP16，发射机调制工作正常，判断为YCP16提供的调制允许信号封锁造成，此故障可能由多种原因造成，经过长期维护发现当电压波动较大时，PSM出现过流时易出现YCP16封锁音周现象。

3 结束语

通过对TSW2500型500kW短波发射机音周通路的组成结构上进行分析，以及在日常的维护中总结出来好的维护经验，再对音周通路及其易出现的故障和解决办法的熟悉，有利于更好的维护发射机正常高效的工作；上述论述肯定又不全面的地方，在今后工作中还需要不断的总结和分析，才能做好发射机的维护工作，确保发射机高效可靠稳定运行。

[责任编辑：丁艳]

在PSM控制系统中的YCP08板是HDC系统的核心，YCP08板接收调制模式控制板的输出信号；从RF输出测量回路取一个射频包络信号，经包络波解调（AAU28）、滤波器、模数转换器（YCP14板）送到YCP08板。补偿单元由于采用了包络反馈信号作为补偿信号，直接对包络波的传输信号进行补偿，从根本上改善了发射机的线性特性。通过谐波失真和互调补偿单元 HDC所取得的效果：在整个音频的范围消除谐波噪声；消除交调成分，使系统音频通路具有线性特性；自动适应系统特性的变化；采用数字化运算逻辑的可靠设计使系统具备高稳定性；减少电子管的发热，延长其寿命。

发射机在DSB/DCC调制模式下，整个信号都将得到预补偿。而在SSB模式，只有SSB系统的包络信号通路得到预补偿。

在对模拟输出板进行调节时，必须满足其后YCP14 模数转换板的输入信号的调制度要足够高，但绝不可过调。这一调整步骤是在模拟输出板上的电位器R201和R207上完成的，其中R201设置偏移，R207设置增益。可以通过YCP14板的通道B来检测A/D转换板YCP14的输出。这一监测值应在输入值的80±5%范围之内。这样一方面可以获得足够的解析度，另一方面又有充足的余量，可以避免A/D转换器输入信号饱和。

2 常见音周通路故障及处理

2.1 音频处理器故障

根据音频处理器输入输出指示，节目源正常，但音频处理器无输出，判断为音频处理器故障。处理办法：将音频处理器输入输出接头对接；更换音频处理器；有数字输出改为模拟输出。

2.2 YCP24故障

根据发射机工作状态由“On”掉至“Filament”，不能加“STANDBY”，YCP24板调幅度指示灯全亮，音频处理器输入/输出出指示正常；YCP24板调幅度指示灯全亮，正常情况下，全灯丝状态时，调幅度指示灯不亮，判断为YCP24板故障。处理办法：将音频处理器输出改为“模拟输出”，重加高压。若改为“模拟输出”，故障依旧，则更换YCP24板。故障分析：由于发射机房内部电磁环境复杂，YCP24板数字音周处理芯片A72易损坏，音周处理原理图如图1所示：

A72芯片故障，导致音周输出故障，从而造成上述故障，预防的主要方法是做好高频接地及抗干扰措施，避免高频干扰，同时可以在PSM控制部分前端加装在线式UPS以提供更加稳定的线性电源。

2.3 YCP16故障

根据发射机工作状态（这里只谈及音周部分故障），发射机载波正常，YCP24无调幅指示，手动复位YCP16，发射机调制工作正常，判断为YCP16提供的调制允许信号封锁造成，此故障可能由多种原因造成，经过长期维护发现当电压波动较大时，PSM出现过流时易出现YCP16封锁音周现象。

3 结束语

通过对TSW2500型500kW短波发射机音周通路的组成结构上进行分析，以及在日常的维护中总结出来好的维护经验，再对音周通路及其易出现的故障和解决办法的熟悉，有利于更好的维护发射机正常高效的工作；上述论述肯定又不全面的地方，在今后工作中还需要不断的总结和分析，才能做好发射机的维护工作，确保发射机高效可靠稳定运行。

[责任编辑：丁艳]

在PSM控制系统中的YCP08板是HDC系统的核心，YCP08板接收调制模式控制板的输出信号；从RF输出测量回路取一个射频包络信号，经包络波解调（AAU28）、滤波器、模数转换器（YCP14板）送到YCP08板。补偿单元由于采用了包络反馈信号作为补偿信号，直接对包络波的传输信号进行补偿，从根本上改善了发射机的线性特性。通过谐波失真和互调补偿单元 HDC所取得的效果：在整个音频的范围消除谐波噪声；消除交调成分，使系统音频通路具有线性特性；自动适应系统特性的变化；采用数字化运算逻辑的可靠设计使系统具备高稳定性；减少电子管的发热，延长其寿命。

发射机在DSB/DCC调制模式下，整个信号都将得到预补偿。而在SSB模式，只有SSB系统的包络信号通路得到预补偿。

在对模拟输出板进行调节时，必须满足其后YCP14 模数转换板的输入信号的调制度要足够高，但绝不可过调。这一调整步骤是在模拟输出板上的电位器R201和R207上完成的，其中R201设置偏移，R207设置增益。可以通过YCP14板的通道B来检测A/D转换板YCP14的输出。这一监测值应在输入值的80±5%范围之内。这样一方面可以获得足够的解析度，另一方面又有充足的余量，可以避免A/D转换器输入信号饱和。

2 常见音周通路故障及处理

2.1 音频处理器故障

根据音频处理器输入输出指示，节目源正常，但音频处理器无输出，判断为音频处理器故障。处理办法：将音频处理器输入输出接头对接；更换音频处理器；有数字输出改为模拟输出。

2.2 YCP24故障

根据发射机工作状态由“On”掉至“Filament”，不能加“STANDBY”，YCP24板调幅度指示灯全亮，音频处理器输入/输出出指示正常；YCP24板调幅度指示灯全亮，正常情况下，全灯丝状态时，调幅度指示灯不亮，判断为YCP24板故障。处理办法：将音频处理器输出改为“模拟输出”，重加高压。若改为“模拟输出”，故障依旧，则更换YCP24板。故障分析：由于发射机房内部电磁环境复杂，YCP24板数字音周处理芯片A72易损坏，音周处理原理图如图1所示：

A72芯片故障，导致音周输出故障，从而造成上述故障，预防的主要方法是做好高频接地及抗干扰措施，避免高频干扰，同时可以在PSM控制部分前端加装在线式UPS以提供更加稳定的线性电源。

2.3 YCP16故障

根据发射机工作状态（这里只谈及音周部分故障），发射机载波正常，YCP24无调幅指示，手动复位YCP16，发射机调制工作正常，判断为YCP16提供的调制允许信号封锁造成，此故障可能由多种原因造成，经过长期维护发现当电压波动较大时，PSM出现过流时易出现YCP16封锁音周现象。

3 结束语

通过对TSW2500型500kW短波发射机音周通路的组成结构上进行分析，以及在日常的维护中总结出来好的维护经验，再对音周通路及其易出现的故障和解决办法的熟悉，有利于更好的维护发射机正常高效的工作；上述论述肯定又不全面的地方，在今后工作中还需要不断的总结和分析，才能做好发射机的维护工作，确保发射机高效可靠稳定运行。

[责任编辑：丁艳]